2.2億年前的關(guān)嶺生物群

王偉

貴州關(guān)嶺化石群國家地質(zhì)公園位于東經(jīng)105°25′35″-105°27′54″，北緯25°52′16″-25°52′17″的范圍內(nèi)，面積約26平方千米。公園距離省會貴陽188千米，黃果樹瀑布52千米，省級風(fēng)景名勝區(qū)花江大峽谷也位于保護區(qū)內(nèi)。在去地質(zhì)公園的路途中，大巴內(nèi)的車載電視循環(huán)播放的地質(zhì)公園簡介，讓我了解到關(guān)嶺生物群發(fā)現(xiàn)的幕后故事。

新中國成立前的貴州山高路險，交通閉塞，經(jīng)濟十分落后，而且匪幫橫行。在這樣惡劣的環(huán)境下，仍然有一些地質(zhì)古生物學(xué)家滿懷著對地質(zhì)工作的熱情，來到這里進行野外調(diào)查。地質(zhì)學(xué)家徐德佑在關(guān)嶺動物群做了很多開創(chuàng)性的工作，發(fā)現(xiàn)了許多精美的海百合、菊石和雙殼類動物化石。1944年3月，徐德佑和他的助手來到了關(guān)嶺普安一帶做調(diào)查，這一次他們采到了形態(tài)奇特的化石。然而，就在將這些化石運出山外的路上，他們被當(dāng)?shù)氐耐练藲⒑α?。而他們這次發(fā)現(xiàn)的正是魚龍化石，他們的遇難使這個巨大的發(fā)現(xiàn)沉睡了近50年。

1998年的一天，關(guān)嶺當(dāng)?shù)氐膬蓚€村民在一個叫做臥龍崗的地方采石，用來建造房屋。這一次，他們挖到了一種有著奇特圖案的石頭。很快這些石頭被人出價300元收購，最后又被一個不明身份的人用20萬元的高價買走。如此天價驚呆了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民，也驚動了當(dāng)?shù)卣?，貴州省地質(zhì)部門聞訊后迅速派地質(zhì)工作者趕到關(guān)嶺。當(dāng)?shù)刭|(zhì)學(xué)家看到這些帶有圖案的石頭時，大家才知道這些正是十分珍貴的三疊世海生爬行動物魚龍的化石。

關(guān)嶺發(fā)現(xiàn)的化石很快震驚了世界，這個不知名的地方立即引起人們的注意。在這片云貴高原上，居然埋藏著大量2.2億年前的海底古生物。關(guān)嶺動物群中的化石門類多樣，主要包括脊椎動物中的海生爬行動物魚龍類，無脊椎動物中的海百合、菊石、雙殼類和腹足類，微體古生物牙形石以及一些古植物等，這些生物構(gòu)成了一個完整的古生物化石群落。其中，最重要也是最有特色的是海生爬行動物魚龍和棘皮動物海百合，組成了關(guān)嶺動物群的主體。

從關(guān)嶺挖掘出的化石遠遠優(yōu)于被譽為三疊世故鄉(xiāng)的德國殼灰?guī)r。關(guān)嶺是全球晚三疊世獨一無二的化石庫，它的埋藏、分布面積有200平方千米，是目前世界上最大的化石埋藏地，為地質(zhì)旅游和科普教育提供了一個非常好的基地。2004年，貴州關(guān)嶺化石群被評為國家地質(zhì)公園，地質(zhì)公園的核心區(qū)位于臥龍崗。在臥龍崗的幾間展廳內(nèi)，許多海百合化石和魚龍化石都被原地封存保護。在中國已經(jīng)批準(zhǔn)的國家級地質(zhì)公園中，有許多是以古生物為主體的地質(zhì)公園，但是還沒有一個以海生爬行動物和棘皮動物為主體的地質(zhì)公園，即使在世界范圍內(nèi)，也沒有這種地質(zhì)公園。

行走在有“古生物王國”美譽的關(guān)嶺化石群國家地質(zhì)公園，山坡上隨處可見一些斑斑點點，其實都是海百合根莖的斷面，如果順著巖層挖掘下去，就會看到完整的海百合。而時至今日，人們都還無法判斷，在這些巖石的后面究竟還埋藏著多少秘密。

早在20世紀(jì)40年代，人們就在關(guān)嶺發(fā)現(xiàn)了海百合化石群，因其形狀酷似百合花，專家為它取名海百合。在關(guān)嶺國家地質(zhì)公園展館內(nèi)的巨型化石墻上，海百合的莖腕蜿蜒纏繞、隨意伸展。這些形狀柔弱、姿態(tài)優(yōu)美的海百合，看似植物，其實是動物。海百合的適應(yīng)能力很強，它們喜歡在清澈的海水中成群居住，從幾米深的淺水到深達千米的深海均有分布。長期以來，海百合被認(rèn)為是最典型的淺海底棲生物，而在關(guān)嶺生物群中發(fā)現(xiàn)的一些海百合，則通過根部長出的類似須根的蔓枝附著在漂浮的樹干上過著假浮游生活。它們附著在漂浮樹木上隨波逐流，靠吞噬海底的微生物而生存。成年的海百合將卵產(chǎn)在水里，浮游的幼蟲在找到適合它們生長的環(huán)境后能很快發(fā)育長大。從大約3億年前起，海百合經(jīng)歷了幾度興衰，直到現(xiàn)代仍然繁盛不衰。關(guān)嶺動物群中的海百合化石保存完整，而且體態(tài)碩大優(yōu)美，在世界范圍內(nèi)都是很罕見的，具有非常重要的科學(xué)價值和很高的觀賞價值，成為國內(nèi)外博物館及私人喜愛的收藏品。

在關(guān)嶺化石群國家地質(zhì)公園，與海百合一起出土的，還有更加珍貴的海生爬行動物魚龍的化石。魚龍的拉丁文原意是“魚形蜥蜴”，是一種身形類似海豚的動物，具有魚形的身體，有四只鰭腳，善于在水中游泳但又用肺呼吸。大的魚龍身長可達23米，體重數(shù)十噸，小的僅有一二米。它們以海洋中的菊石、魚類、蚌類或其他脊椎動物為食。魚龍有一雙很大的眼睛，即使在昏暗的深海里也能清楚地看到獵物細微的移動，一旦鎖定獵物，它便擺動強壯的尾鰭像箭般射向獵物，用它那長滿鋒利牙齒的巨口輕而易舉地將獵物撕碎。

魚龍曾經(jīng)是海洋中的霸主，主導(dǎo)著當(dāng)時的海洋世界。然而讓我們驚訝的是，魚龍的祖先竟然是生活在陸地上的。大約在2.5億年前，陸地上爬行類動物中的一部分返回到海洋生活，它們以魚龍為代表。這些魚龍在由陸地進入海洋生活的初期，身體形態(tài)和構(gòu)造發(fā)生了一系列適應(yīng)性變化，雖然已經(jīng)進入水生環(huán)境，但仍然可以偶爾爬上陸地，所以這時的魚龍主要生活在靠近海岸的淺海。隨著時間的推移，魚龍的身體形態(tài)和構(gòu)造越發(fā)高度特化，已完全適應(yīng)了海洋中的生活，能夠在開闊的深海里游弋了。這時魚龍纖弱的四肢再也不能將它龐大的軀體馱上海岸，從外形上已經(jīng)很難找到它們在陸地上生活的祖先留下的烙印了。這也就意味著魚龍必須讓卵在自己的體內(nèi)孵化，并在海水中產(chǎn)下小寶寶。

菊石也是關(guān)嶺生物群中的一個重要分子。比起海百合和魚龍這樣的龐然大物，菊石可算是小精靈了。菊石是一種有螺旋外殼的海生軟體動物，通常殼體旋卷，殼上有復(fù)雜的紋飾。它的神經(jīng)系統(tǒng)集中，感官發(fā)達?，F(xiàn)代海洋中的鸚鵡螺、章魚和烏賊都是它的親戚。

在關(guān)嶺除了這三種典型的化石之外，還有很多其他門類的化石，包括魚類，軟體動物雙殼類、腹足類，微體古生物牙形刺及古植物等。在關(guān)嶺國家地質(zhì)公園遍地可見雙殼類化石，俯身即拾，真讓人驚嘆。關(guān)嶺的古生物化石埋藏量如此豐富，屬種繁多且保存完好，而且在關(guān)嶺之外很少能看到類似的生物化石，這些讓人們充滿了遐想，大家都很想知道幾億年前在這片遠古海洋里到底發(fā)生了什么。為此，地質(zhì)學(xué)家對地層和化石做了很多研究和論證。

在關(guān)嶺裸露的巖層中，研究人員發(fā)現(xiàn)了黑色的巖層。黑色的巖層含碳質(zhì)比較重，預(yù)示著在這一層沉積的時候海底缺氧或者貧氧。

海百合是一種柔弱的海生動物，如果沒有特殊的環(huán)境，它們在死后就會被海水迅速沖散，因此能成為完整化石的海百合是極少的。而關(guān)嶺化石群中保存著大量完整的海百合化石，由此可知缺氧是海百合等嬌嫩生物形成化石的最好條件。

再來看魚龍。通常正常死亡的魚龍，它的化石一般都是側(cè)身，身體側(cè)面被壓扁而保存下來。而在關(guān)嶺發(fā)現(xiàn)的一些魚龍化石是仰面而死的，而且有的脊椎極度扭曲，說明在埋藏時魚龍還沒完全死亡，因此專家推測它是因缺氧窒息而死的。

在對關(guān)嶺的菊石進行研究時，研究者還發(fā)現(xiàn)了很多豎直保存的菊石化石，這說明這些菊石在當(dāng)時所處的環(huán)境是極其安寧的。

從上面的這幾條證據(jù)我們可以推斷，形成化石的這片水域應(yīng)該是安靜到了幾乎沒有流動的程度，只有這樣，這些生物才會缺氧窒息。由此看來，形成化石的這片水域應(yīng)該是一片封閉的死水，起碼不是一個開放的海灣。那么，這個缺氧是在整個地球演化中造成的，還是因為生物大量的過剩繁殖消耗了氧氣造成的呢？經(jīng)過反復(fù)考證，這個隱藏了億萬年的秘密似乎漸漸地清晰起來。根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)研究成果，在三疊紀(jì)晚期，曾經(jīng)有過一次中型的生物滅絕事件。由于大陸板塊發(fā)生了劇烈運動，導(dǎo)致2億余年前一度與大海相連的關(guān)嶺最終變成了一片完全封閉的內(nèi)海，使關(guān)嶺的生物群失去了廣闊的海洋空間。封閉的環(huán)境使得水下空間變得擁擠不堪，一些如魚龍、海百合之類的深海動物因此窒息而死。由于缺氧也使得沉積在海底的生物腐爛速度變得極其緩慢，骨骼還沒來得及被分解，新的沉積物就又覆蓋上來，使其有效地與氧氣隔絕，從而被完好地保存下來。也就是說，關(guān)嶺生物群是因為生存環(huán)境的變化而逐漸消亡的。

關(guān)嶺化石群的形成說明了這樣一個現(xiàn)象：生活在食物鏈頂端的生物最為脆弱。隨著每次地球環(huán)境的改變，當(dāng)時的主宰者都面臨著滅頂之災(zāi)。如何保護環(huán)境關(guān)系到生命的延續(xù)，而環(huán)境保護對人類來說則是個永久的課題。